当我们在讨论车架几何的时候 我们究竟在讨论什么

你在自行车上的姿势到底意味着什么？意味着你的大腿是如何发力的，你的肌肉是否能够有效的运作，关节是否运转流畅；你的肺以什么样的姿态运作，是不是受到了压迫无法顺畅呼吸；你的迎风面积有多大；手臂是否轻盈的搭在把上，可以灵活的操控车辆。

自行车几何是决定你姿势的关系因素，这篇文章只讨论关于车架的几何，特指偏重于竞技方向的大组车。

I  如何比较两个车架的大小

(0)一点历史
很久很久以前，当时决定一辆自行车是否合适你的方法只有一个:你跨立在车上，如果上管比你裤裆低5-7厘米，那么这辆车就是合适的（这就是跨骑高度，standover height）。当时某种特定型号的自行车，尺寸从最大到最小，上管长度全都是一样的，只有上管离地高度不同。

很久以前，在钢架时代，一般来说，如果车架上只有一个数字代表了车架的尺寸，那么这个数字就是车架的立管长度。当时有意大利量法，从五通量到上管和立管中线的交点处。还有英国量法，从五通量到上管尽头。对于当时主流的钢管车来说，车架的上管与地而水平，而上管和立管的长度保持一个相近的比例关系。
很久以前的以后，但是比现在还要早一些的时候，”相近的比例关系”已经无法满足对车架精确尺寸的需求了，因为不同厂家测量车架的方法不同，一个尺寸标了55的车架到底上管是多长，不参考厂家的尺码表已无从知晓。

后来的事情我们都知道了，压缩架开始大行其道，上管和立管的交点可以任性的跑来跑去，单一数字标识的尺寸对于选择车架已经没有了任何参考价值。不同厂牌的55号可以差上整整3个尺码。

(1)现在是个好日子
而碳纤维车架时代，主流车架的几何尺寸已与钢架时代有了较大不同，车厂都更加重视几何，在官网上，每款自行车都有一个比较详尽的几何表，精确到毫米。
但是现在多数车架的上管已不再水平于地面，为此，各大厂商不约而同的在几何表上标注了“等效上管长度（effective top-tube,ETT）”，就是从上管和头管中线的交点作一条水平于地面的线，连接到坐管中线，这条线的长度就是等效上管长度。
等效上管长度影响了从把到座垫的距离，粗一看，上半身越长，臂展越大，则他的车座离把就要更远一些，反之则就要更近些，用把到座垫的距离来选车架很有道理，十分靠谱。

(2)reach and stack,用fitting选车架
但是等效上管长度真的是我们选择车架最可靠的依据吗？前面说到，车架的几何之所以重要，是因为车架几何很大程度上影响了人在车上的姿势。于是问题转化了，你需要一个与你fitting相匹配的几何标示方法，相比于等效上管长度决定的座垫到车把的水平距离，车座、五通、车把三者的水平距离才是对fitting起决定性作用的，车座、五通、车把的水平距离决定了你分配多少重量在上下半身上，对踩踏效率和操控有着决定性的影响。

五通到车座的水平距离取决于坐杆长度、坐杆角度、坐垫后移量（seatback），为了在不同车架上得到相同的水平距离，你需要选择直头/弯头坐杆或者前移/后移坐轨。在车架前端也是类似的，你需要通过加减把立垫圈，伸长或者缩短把立的方法调整。

车架后端的问题相对比较简单，目前主流车厂的坐杆角度都在72-74度之间，如果选用异型坐杆一般都会设计一个比较大的调节空间，如果是标准尺寸的圆管则市场上有足够多形形色色的坐杆可以供你选择。

前端的问题就比较复杂了，太长或者太短的把立、太多的垫圈都被认为是不美观的，太多垫圈会影响前部的刚性，上管与把立的长度比对操控有实在的影响。
人们开始意识到，需要一种统一的标识方法，标明一个车架的头管上端中心部位到底离五通有多远，相对五通有多高，于是就有了reach和stack，reach就是车架五通中心到头管上端中心的水平距离，stack就是车架五通中心到头管上端中心的垂直距离。



绕来绕去，其实就一句话，相同的车架尺码号，或者相同的车架等效上管长度，都有可能给你带来尺寸完全不同的车架。选车架尺寸请认准reach/stack。或者你也可以这样理解，reach就是排除了坐杆角度影响的等效上管长度，reach和stack决定了一个车架“究竟”可以把把立放在什么位置。

(3)到底要怎么玩啊
简单比较一下，cervelo s5 2012-2014和specialized venge s-works 2014这两款车架，
下面是从两家官网扒的尺码，因为我懒，所有只有部分（详图见附表）。



Venge 49号车架等效上管长度(ETT)518，s5 48号车架等效上管长度(ETT)516，粗看起来尺寸相近。但是如果仔细看，你会发现venge 49号车架坐杆角度达到75.5度，cervelo 坐杆角度仅73度，venge的坐杆更陡，从而缩短了上管长度，而venge 49号reach达到385mm,cervelo 48号reach仅360，如果同一个人骑，则前端长度要相差25mm。
如果你想让车架头部的前伸量相近，则和venge 49号有相近reach的是cervelo 的56号，一个385mm，一个387mm，但是头管的相对五通的高度则相差了74mm，整整7个半垫圈。而此时，s5 56号车架上管长度已达564mm，venge 49号上管长度518mm,相同的前伸量，上管长差了46mm。两个车厂对几何有完全不同的设计思路，所以相同的车架号，甚至是相同的等效上管长度，带来的是完全不同的几何，这也是为什么我们要用reach/stack来选择车架的原因。

II 几何的几个关键点

(这里只讨论fitting以外的部分)
(0)自行车头部，拖后量trail/前叉弯度rake(前叉偏移量offset)/头管角度head angle
Trail值是指头管的延长线和地面的交点与前轮轴的水平距离，rake值是指前轮轴与头管延长线的距离，head angle是指头管与地面的夹角。



这三者共同决定了车辆的前端操控性。通常见到的大组车，trail值一般在50-63之间，一般认为，理想的trail值在56-57mm之间，更小的trail意味着低速时转向敏捷，但是高速时稳定性不佳，更大的trail值则正好相反。同时，头管角度一般在71-76度之间，更徒的头管角度（接近于垂直）使操控更灵敏，更缓的头管角度使操控更稳定。

同时，trail/rake/head angle还和车架的reach值一起决定了五通到前轴的距离(front center),有许多人觉得较短的front center会造成前轮打脚，但我认为在大组车上这种情况发生的可能性较小，只在低速调头或者Z字型爬陡坡的时候可能遇到。

(1)五通下沉量bb drop,后下叉长度chainstay length,轴距wheelbase
五通下沉量是指五通中心到前后轴的高度差，一般的大组车都会设定成68-70之间，如果较低，则整车的重心更靠近地面，过弯时更加稳定，如果较高，则整车压弯时可以在更大角度时踩踏而不会使脚踏碰到地面，对障碍物的通过能力也更好，当然这和你选用的牙盘曲柄长度、牙盘Q值、脚踏品牌也有关系。
后下叉长度的问题则更加复杂一些。链枝是支撑牙盘-飞轮-链条这个力量传导系统的重要支柱，现代的大组车为了力量传递，都会把链枝和五通部分做得粗壮有力，也会尽可能的做短些。

后下叉如果过短，会导致链条在某些档位的倾斜角度过大，变速品质会受到影响。三大套件厂在手册里都会声明，如果链枝长度短于405mm，则变速会受到影响，虽然还是有很多铁三/TT车因为坐杆角度陡并且需要把坐管贴近后轮获得更好的空气动力学性能，而把链枝做得过短，比如395这样的长度，还有一些品牌的小尺寸车架或者650C的车架链枝长度“不达标”。在这样的车上，如果某些档位不够顺，千万不要意外。总体来说，某些极端的可用档位减少了。
后下叉长度也和轴距同时决定了在车子的重心分配，如果后下叉长度过短，会使重量过分集中在后轮，在压弯过程中更易使后轮侧滑。在体重大的选手身上，这个问题更为突出。

现在的主流车款还是把后下叉保留在405-408这个长度，除了一些特别大号的车架，为什么不把后下叉做长呢？现在完全有能力做出410-415长，但刚性十足的后下叉，可这样的后下叉会稍重一些，在追轻的年代，车架重量竞赛过程中，通过选择较短的后下叉省下些重量，真的值得吗？

（2）坐管角度 seat tube angel
坐管角主影响着坐垫的位置，但你可以通过选择坐管后移量、调节坐垫轨道位置来加以弥补，因此多数情况下并不成为影响骑行姿势的一种障碍。
但是如果情况允许，选择一个10-25mm的后移量，并且把坐垫固定在轨道前后长度当中的位置，在视觉上一般认为是美的。

主流厂商对于坐管角度的设置方法一般有两种，一种是无论尺寸大小，都设置成统一的角度，比如canyon,cervelo,bmc。另一种则是小尺寸的车架坐管较陡，从75-74度的区间开始，大尺寸的车架坐管较缓，可以到72度，比如多数的意大利车厂。这部分反映了厂商对于自行车设定的认识：作为一部量产车，设计坐管角度的时候应该考虑的是相应身高范围人群的平均值，具体到坐管角度方面，应该考虑骑车者上下半身的比例、柔韧性、关节的活动范围。但是我没有看到证据表示，随着身高的增长，身体比例、柔韧性等因素会发生偏差，所以我认为固定的坐管角度是有道理的，从陡到缓的做法没有依据。
同时，较陡的坐管会造成上管较短，可能对于只用等效上管长度选车的同学造成困扰。

(3)跨骑高度，头管长度，水平/压缩架。standover height, head tube length, slopeness
头管长度决定了前端的刚性，影响前端操控的稳定性和前轮的指向性，头管过短在钢管车时代是一个难以解决的问题，现在的碳架都可以通过补强头管、把头管做粗等方法弥补，但是不可避免的会使车架重量上升或是风阻加大。一般来说，一个车架头管至少要达到7cm长，主流车厂的最小号架子会在10-11cm左右。

跨骑高度是保护你裆部的硬性限制，如前所述。

在身材矮小的车手身上，保持一定的头管长度、保持一定的跨骑高度、保持车架水平这三者不可兼得。

III 主流车厂的几何

在这里选取了orbea / giant / pinarello /  bmc / cannondale / cervelo / colnago / binachi / specialized / canyon / wilier / trek / felt / ridley / de rosa / merida的几十款车型作比较分析。因为精力所限，所分析的主要是顶级款，一些次级款式与顶级款拥有同样的几何，故略过。

需要注意的是，碳纤维车架因为材质的运用比较自由，所以几何与车架的刚性/韧性/骑感并没有直接的联系，A品牌12CM长的头管并不一定比B品牌10CM长的头管刚性更好，B品牌可能在头管后部做了大量补强，其余部位同理。

数据采集的时间是2015年8月-9月间，来源是官方网站几何表。


（0）总体情况：



把16个品牌的41款车架reach/stack数据汇总，得到上图，请注意坐标轴的区间。
显然reach/stack的分布并不是均匀的，reach 365以下、stack 495以下的车架屈指可数，因为轮径、头管长度、操控需要的硬性限制，不可能把一个车架无限做小。另一方面，reach 410,stack 630以上的车架也没有几个量产车型会做，因为需求实在太小。

下面就按照品牌分析一下几何。
（1）Bmc
Tmr01这款车的几何完全是按照reach/stack均匀增长的思路来设计的，提供了”标准的”6个尺寸，reach/stack的设置十分中庸，可以适应多数人的需要。坐杆角度是统一的74度，坐杆头有较大的调整空间。链枝长度是统一的405，五通下沉量是统一的69，都是十分典型、标准的大组车。

（2）Cervelo
New S5与TMR01的几何设计思路十分相近，reach/stack均匀增长，6个尺寸，坐杆角度统一为73度，链枝长405，五通下沉量统一为68。与前代相比，几何相对长且低一些，降到了主流大组车的范围内。

2014 S5/new S3/R系列，可以说reach/stack 均匀增长是cervelo 一以贯之的设计思路，而且在配置上，老S5/新S3/R系列都是属于比较短且高的类型。坐杆角度还是一贯的73.5，链枝统一405，五通下沉量统一68。

（3）De rosa

Sk pininfarina，仍然是reach/stack均匀增长的类型（比较奇葩的放在后面说），但是这款车型的stack已经低到了全场最低的478，属于默认你会趴得很低的设计。在并不算大的覆盖范围内提供了8个尺码，细腻度感人。

但是sk pininfarina这款车架的链枝惊人的短，最小码396，有一半车型链枝长度小于400，在大组车上绝无仅有。而且因为stack这么低，所以头管也是惊人的短，最小码头管长度仅82mm,也是大组车界最短。

Protos这款车在官网上没有提供reach/stack数据，其他几何数据也是少的惊人。

（4）Wilier
zero.7，仍然是reach/stack均匀增长的类型，所不同的是最小号车架reach仍然长达378，对霍比特人极度不友善，相对属于比较长的车架。链枝长度从404mm到411mm,在我心里算是及格。

同时，wilier其他两款车架cento1SR,cento1AR 与zero.7几何基本相同。